对于体积V内N个电子的自由电子气体,求证: (1)电子气体的压强p=(2/3)×(U0/V)其中U0为电子气体的基态能量。 (2)体弹性模量为10U0/9V。
正确答案:
(1)基态时,自由电子气平均每个电子的能量为费米能的3/5,有:

N为电子总数,m为电子质量。根据热力学第一定律,在考虑体积变化做功的情况下:dU=δQ+dW=δQ–pdV。
该式表明,体积增加,自由电子气对外界做功,内能减少。
在绝热条件下:dU=−pdV

(2)体弹性模量

N为电子总数,m为电子质量。根据热力学第一定律,在考虑体积变化做功的情况下:dU=δQ+dW=δQ–pdV。
该式表明,体积增加,自由电子气对外界做功,内能减少。
在绝热条件下:dU=−pdV

(2)体弹性模量

答案解析:有

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